Extended study of the 5-aminotetrazole potential for the preparation of new crystalline materials for applications in nonlinear optics

Abstract

This diploma thesis focuses on the assessment of the potential of individ- ual forms of 5-aminotetrazole and their compounds for applications in nonlin- ear optics. The study combines quantum chemical calculations with experimen- tal synthesis and detailed characterization in order to clarify the relationship between molecular structure, crystal symmetry, and nonlinear optical proper- ties. The first part of the work focuses on the theoretical study of individu- al forms of 5-aminotetrazole using quantum-chemical methods, with emphasis on their electronic structure, vibrational spectra and potential applicability in nonlinear optics. Based on these results, new crystalline materials containing 5-aminotetrazole and selected organic cations (molecules) derived from guani- dine, biguanide, aminopyrimidines, 1,2,4-triazole, and amino-1,2,4-triazoles were prepared and structurally characterized. The novelty of this work lies primarily in the investigation of new compounds in which both anions and cations act as carriers of nonlinear optical properties. Vibrational spectra of the synthesized compounds were analyzed and assigned with the support of quantum-chemical calculations and comparison with model compounds of 5-aminotetrazole moi- eties. The obtained spectroscopic data contributed to a deeper understanding...

Tato diplomová práce se zam uje na posouzení potenciálu jednotliv˝ch forem 5-aminotetrazolu a jeho slou enin pro vyuûití v nelineární optice. Studie kom- binuje kvantov -chemické v˝po ty s experimentální syntézou a detailní charak- terizací za ú elem objasn ní vztahu mezi molekulovou strukturou, krystalovou symetrií a nelineárn optick˝mi vlastnostmi. První ást práce je v nována teoret- ickému studiu jednotliv˝ch forem 5-aminotetrazolu pomocí kvantov -chemick˝ch metod se zam ením na jejich elektronovou strukturu, vibra ní spektra a po- tenciální vyuûitelnost v nelineární optice. Na základ t chto v˝sledk byly p ipraveny a strukturn charakterizovány nové krystalické materiály obsahující 5-aminotetrazol a vybrané organické kationty (molekuly) odvozené od guanidinu, biguanidu, aminopyrimidin , 1,2,4-triazolu a amino-1,2,4-triazol . P ínos této práce spo ívá p edevöím ve studiu nov˝ch slou enin, v nichû anionty i kationty sou asn p sobí jako nositelé nelineárn optick˝ch vlastností. Vibra ní spek- tra p ipravovan˝ch slou enin byla analyzována a p i azena za podpory kvantov - chemick˝ch v˝po t a porovnání s modelov˝mi slou eninami obsahujícími jed- notlivé formy 5-aminotetrazolu. Získaná spektroskopická data p isp la k hluböí- mu pochopení mezimolekulov˝ch interakcí a strukturních charakteristik ovliv u- jících...